一 、试验原理
试样夹于试样夹上垂直于燃烧筒内,在向上流动的氧氮气流中,点燃试样上端,观察其燃烧特性,并与规定的极限值比较其续燃时间或损毁长度。通过在不同氧浓度中一系列试样的试验,可以测得维持燃烧时氧气百分含量表示的氧浓度值,受试试样中要有40%-60%超过规定的续燃和阴燃时间或损毁长度。
二、所需设备和材料
2.1.1 燃烧筒:由内径至少75mm和高度至少450mm的耐热玻璃管构成。筒底连接进气管,并用直径3-5mm的玻璃珠充填,高度为80-100mm,在玻璃珠的上方放置一金属网,以承受燃烧时可能滴落之物,维持筒底清洁。
2.1.2 试样夹:试样夹为U形夹子,其内框尺寸为140mm X 38mm(见图2)
2.2 气源:工业用氧气和氮气。
2.3 气体减压计:能指示钢瓶内高压不小于15MPa和供气体压力0. 1-0. 5MPa,
2.4 点火器:内径为2mm士1 mm的管子通以丙烷或丁烷气体,在管子的端头点火,火焰高度可用气阀调节,能从燃烧筒上方伸人以点燃试样,火焰高度为15 - 20mm
2.5 秒表:精度为0.2s.
2.6 钢尺:精度为1mm
2.7密封容器:用于存放待测试样。
三、试验步骤
3.1 试验装置检查:打开气体供给部分的阀门,并任意选择混合气体浓度,流量在10L/min左右,关闭出气和进气阀门,并记录氧气、氮气、混合气体的压力及流量。放置30min,再观察各压力计及流量计所示数值,与前记录值核对,如无变动,说明装置无漏气。
3.2 试验温湿度试验时在温度为10-30 ℃和相对湿度为30%~80%的大气中进行。
3.3 试样氧浓度的初步选择:当被测试样的氧指数值完全未知时,可将试样在空气中点燃,如果试样迅速燃烧,则氧浓度可以从18%左右开始。如果试样缓和地燃烧或燃烧得不稳定,选择初始氧浓度大约21%。若试样在空气中不能继续燃烧,选择初始氧浓度不小于25%。据此推定的氧浓度,从附录B中查出相应的氧流量和氮流量。变化氧浓度时应注意混合气体的总流量在10~11.4L/min之间。
3.4 将试样装在试样夹中间并加以固定,然后将试样夹连同试样垂直安插在燃烧玻璃筒内的试样支座上,试样上端距筒口不少于100mm,试样暴露部分Z下端离筒底气体分配装置顶面不少于100mm 。
3.5 打开氧、氮气阀门,调节从附录B中查出相应的氧气和氮气流量,让调节好的气流在试样点火之前流动冲洗燃烧筒至少30s,在点火和燃烧过程中保持此流量不变。
3.6 点燃点火器:将点火器管口朝上,调节火焰高度至 15~ 20 mm,在试样上端点火,待试样上端全部点燃后(点火时间应注意控制在10~15s内),移去点火器,并立即开始测定续嫩和阴燃时间,随后测定损毁长度。
3.7 初始氧浓度的确定:以任意间隔为变量,以“升-降法”按3.7.1-3.7.3进行试验。
3.7.1 试样点燃后立即自熄,续燃、阴燃或续燃和阴燃时间不到2min,或者损毁长度不到40mm时,都是氧浓度过低,记录反应符号为“〇”,则必须提高氧浓度。
3.7.2 试样点燃后续燃、阴燃或续燃和阴燃时间超过2min,或者损毁长度超过40mm时,都是氧浓度过高,记录反应符号为“X",则必须减小氧浓度。
3.7.3 重复3. 7. 1-3. 7.2步骤直到所得两个氧浓度相差≤1.0,其中一个反应符号为“〇”,另一个反应符号为“X",从这对氧浓度中反应符号为“〇”的就是初始氧浓度(co) 。
3.8 极限氧浓度的测定:
3.8.1 用初始氧浓度c0,同时保持d=0.2%氧浓度间隔,重复3. 7.1-3. 7. 2操作,测得一系列氧浓度值及对应符号,其中末尾一个反应符号“〇”或“X",则为氧指数测定N:系列中3.8.2首位数据(见附录D) 。
3.8.2 继续以d=0.2%氧浓度间隔重复 3.7.1~ 3. 7.2,再测四个试样,记下各次的氧浓度及其所对应的反应号,末尾一个试样的氧浓度用cF表示(见附录D,第二部分实例)
四、计算和结果表示
4.1 极限氧指数的计算
以体积百分数表示极限氧指数LOI,按式(1)计算:
LO I = cF 十 Kd
式中:LOI— 极限氧指数,%;
CF一 一 3 .8 .2 中末尾一个氧浓度,取小数一位,%;
D-- 3.8 中两个氧浓度之差,取小数一位,%;
K 一 一 系数,查表1
报告 LOI时,取小数一位,计算标准差于时,LOI应计算到小数二位。
4.2 K值的确定
4.2.1 如果3.8.1进行试验测得的末尾五个氧指数值,首位反应符号是“x”,在表1首栏中找
出所对应的末尾五个测定的反应符号,从表1 <a)项中再找出“〇”数目相应的K值数。
4.2.2 如果按3.8.1进行试验测得的末尾五个氧指数值,首位反应符号是“〇”在表1第6栏中找
出所对应的末尾五个测定的反应符号,从表1 (b)项中再找出“x”数目相应的K值系数,但K值数的符
号与表中正负数的符号相反。
4.3氧浓度间隔的校验
氧浓度间隔校验按式(2)计算
式中:d——3.8.1中所用的氧浓度大小的间隔,%;
σ——标准偏差。
标准偏差按式(3)计算:
式中σ———偏差
ci-一一3.8中末尾6个试样氧浓度;
n——— 次数 ;
LOI——— 按式(1)计算所得的氧指数值。
如果按式(3)计算测定的标准差σ符合下列公式
2/3σ<d<3/2σ或d=0.2时,d>2/3σ‘,则LOI有效,就按式(1)计算的结果报极限氧指数
若d<2/3σ或d>3/2σ,重复3.7.1~3.7.2步骤,直至满足式(2)为止
除有关材料需要之外,一般d值不低于0.2%
4.4 精密度
对于易点燃和燃烧稳定的材料,本方法具有表2所示的精确度。
五、试验报告
报告应包括下列内容:
a) 说明该试验按本国家标准进行的,如有改变,应说明细节;
b)试样的描述:包括织物种类、名称、组织规格等;
c)试样的调湿处理条件,试验时的环境温、湿度;
d)试样经(纵)、纬(横)向各自的极限氧指数值;
e)燃烧特征,如炭化、熔融、收缩、卷曲等;
f) 试验日期及人员;
9)声明本试验结果仅供评定在规定条件下材料的燃烧特性,不能用于推断该材料在其他条件下或者其他形状下着火的危险性。
六、操作注意事项
纺织材料的燃烧所产生的烟雾和气体,具有一定毒性,会影响工作人员健康。可将测试仪器安装在通风柜内,每次试验后排除烟雾和烟尘,但在试样燃烧过程中要关闭通风系统,以免影响试验结果。
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